KR101025288B1 - Apparatus of electron-beam lithography - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지에 관한 것으로서, 진공챔버에 출입가능하게 설치되는 한편 스테이지를 X,Y,Z축 방향으로 이동 및 회전시키는 스테이지유닛과, 스테이지 측으로 전자빔을 주사하는 전자주사유닛을 포함하는 전자빔 리소그래피 장치에 있어서, 상기 스테이지유닛의 스테이지 상에는 시료가 구비되는 나노 스테이지가 설치되고, 상기 나노 스테이지는 미세 이동되어 시료를 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 이동시키기 위한 압전소자로 구성된 것을 특징으로 하여, 시료를 나노 스테이지의 미세 이동을 통해 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 이동하여 미소패턴을 연속적으로 생성할 수 있도록 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nano stage of an electron beam lithography apparatus. In the electron beam lithography apparatus comprising a nano-stage provided with a sample on the stage of the stage unit, the nano-stage is composed of a piezoelectric element for moving the sample to the region with the smallest distortion distortion is finely moved As a result, the sample is moved to the region where the distortion distortion is the smallest through the fine movement of the nano-stage so that the micro pattern can be continuously generated.

전자빔, 리소그래피, 나노 스테이지, 압전소자 Electron beam, lithography, nano stage, piezoelectric element

Description

전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지{Apparatus of electron-beam lithography}Nano stage of electron beam lithography apparatus {Apparatus of electron-beam lithography}

본 발명은 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미소패턴의 생성 시 허용 왜곡율 범위 내에서 디플렉션 코일을 보정함과 더불어 압전소자에 의해 미세하게 이동되는 나노 스테이지를 구동시켜 미소패턴을 연속적으로 생성할 수 있도록 한 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지에 관한 것이다.The present invention relates to a nano stage of an electron beam lithography apparatus, and more particularly, to correct a deflection coil within an allowable distortion rate range during generation of a micro pattern, and to drive a nano stage which is moved finely by a piezoelectric element. A nano stage of an electron beam lithography apparatus capable of continuously producing

일반적으로, 반도체 공정에 사용되는 리소그래피 기술은 포토 마스크를 통해 빛으로 감광재료에 노광하는 광 리소그래피 기술이 통상적으로 사용되고 있다. 그러나 점차 고밀도 패턴을 작성하는 기술에 대한 필요성이 커짐에 따라 1970년대 중반부터 전자빔 리소그래피 기술이 개발되어 일부 초미세 반도체 소자의 제작 등에 사용되고 있다.In general, lithographic techniques used in semiconductor processes are conventionally used optical lithography techniques that expose the photosensitive material with light through a photo mask. However, as the need for a technique for creating a high density pattern gradually increases, electron beam lithography techniques have been developed since the mid-1970s and used for manufacturing some ultrafine semiconductor devices.

이러한 전자빔 리소그래피 기술은 100nm 이하의 선폭을 가지는 패턴 제작이 가능하여 현재의 광 노광기술을 대체할 차세대 노광기술로 각광을 받고 있으며, 이와 같은 전자빔 리소그래피 기술은, 전자빔을 사용하여 기판 상에 도포된 전자 레지스트(electron-resist)를 원하는 패턴으로 패터닝하는 기술이다.The electron beam lithography technology is attracting attention as a next generation exposure technology that can replace the current light exposure technology because it can produce a pattern having a line width of 100 nm or less. Such an electron beam lithography technology uses electron beams to be applied onto a substrate. It is a technique of patterning a resist (electron-resist) in a desired pattern.

이러한 전자빔 리소그래피 장치(1)를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 진공의 공간을 제공하는 진공챔버(20)의 일면에는 시료(웨이퍼 라고도 하나, 이하에서는 '시료' 라 한다)(40)를 구비한 스테이지유닛(30)이 출입가능하게 설치되고, 상기 진공챔버(20)의 상면에는 스테이지유닛(30)에 적재된 시료(40)에 전자빔을 주사하는 전자주사유닛(10)이 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the electron beam lithography apparatus 1 will be described with a sample (also referred to as a wafer, hereinafter referred to as a sample) on one surface of the vacuum chamber 20 providing a vacuum space. The stage unit 30 is provided to be allowed to go out, the upper surface of the vacuum chamber 20 is configured with an electron scanning unit 10 for scanning the electron beam to the sample 40 loaded on the stage unit 30 .

상기 전자주사유닛(10)은, 진공챔버(20)의 상면에 수직하게 설치되어 전자빔 주사를 위한 부품들이 내장되어 설치되는 하우징(10a)과, 상기 하우징(10a)의 내측 상부영역에 설치되어 전자빔을 발산하는 전자총(11)과, 상기 전자총(11) 하부의 하우징(10a) 내에 설치되어 전자총(11)에서 발산된 전자빔을 집속시키는 복수의 집속렌즈(12)와, 상기 집속렌즈(12) 하부의 하우징(10a) 내에 설치된 대물렌즈(14)와, 상기 대물렌즈(14)의 내측에 설치되어 전자빔을 원하는 방향으로 편향시켜 빔의 위치를 결정하는 디플렉션 코일(13)을 포함한다.The electron scanning unit 10 is installed perpendicularly to the upper surface of the vacuum chamber 20, the housing 10a in which the components for scanning the electron beams are installed, and the electron beam is installed in the inner upper region of the housing 10a. And a plurality of focusing lenses 12 installed in the housing 10a below the electron gun 11 to focus the electron beam emitted from the electron gun 11, and a lower portion of the focusing lens 12. The objective lens 14 is provided in the housing 10a of the deflection coil 13 and the deflection coil 13 is installed inside the objective lens 14 to deflect the electron beam in a desired direction to determine the position of the beam.

그리고, 상기 스테이지유닛(30)은, 진공챔버(20) 내로 출입됨과 아울러 그 상면에는 시료(40)가 적재된 상태로 X,Y,Z축 방향으로 이동 및 회전되는 스테이지(33)가 설치된 지지부(32)와, 상기 진공챔버(20)의 개구부에 결합됨과 아울러 그 외측면에는 스테이지(33)를 X,Y,Z축 방향으로 이동 및 회전시키는 각각의 조작 부(33a)(33b)(33c)(33d)가 설치된 커버부(31)를 포함한다.In addition, the stage unit 30 is provided in and out of the vacuum chamber 20, and a support portion provided with a stage 33 that is moved and rotated in the X, Y, Z axis direction with the specimen 40 loaded thereon. (32) and respective operation portions (33a) (33b) (33c) coupled to the opening of the vacuum chamber (20) and moving and rotating the stage (33) in the X, Y, and Z directions in the outer surface thereof. ) Cover part 31 provided with (33d).

따라서, 상기 전자주사유닛(10)은 하우징(10a)에 설치된 전자총(11)과 집속렌즈(12) 및 디플렉션 코일(13), 대물렌즈(14)로 이루어진 전자주사유닛(10)의 구동에 의해 전자빔이 스테이지유닛(30) 상의 시료(40)로 주사되어 식각됨으로써 시료(40) 상에 패턴을 형성할 수 있게 되고, 상기 스테이지유닛(30)은 스테이지(33) 상의 시료(40)를 X,Y,Z축 방향으로 이동 및 회전 이동시킬 수 있게 된다.Accordingly, the electron scanning unit 10 is driven by the electron scanning unit 10 including the electron gun 11, the focusing lens 12, the deflection coil 13, and the objective lens 14 installed in the housing 10a. As a result, the electron beam is scanned into the sample 40 on the stage unit 30 to be etched to form a pattern on the sample 40, and the stage unit 30 X the sample 40 on the stage 33. It can be moved and rotated in the Y, Z direction.

이때, 전자주사유닛(10)의 대물렌즈(14)로부터 시료(40)로 주사되는 전자빔은 그 초점이 미리 설정되어 있는 것으로서, X,Y,Z축 조작부(33a)(33b)(33c)와 회전조작부(33d)를 조작하여 이에 연결된 링크수단(미도시)을 통해서 스테이지유닛(30)의 스테이지(33)를 X,Y,Z축 방향으로 이동 및 회전시켜 가면서 전자빔의 초점을 스테이지(33) 상의 시료(40)에 포커싱한다.At this time, the electron beam scanned from the objective lens 14 of the electron scanning unit 10 to the sample 40 has its focal point set in advance, and the X, Y, and Z axis operating portions 33a, 33b, 33c and The stage 33 is focused on the electron beam while moving and rotating the stage 33 of the stage unit 30 in the X, Y, and Z directions through a link means (not shown) connected to the rotary manipulator 33d. Focus on the sample 40 of the image.

여기서, X,Y,Z축 조작부(33a)(33b)(33c)와 회전조작부(33d)의 링크수단은 도시하지는 않았지만, 상기 링크수단은 본 출원인에 의해 출원된 출원번호 10-2007-74136호(명칭 : 소형 전자주사현미경의 스테이지유닛)에 개시된 링크수단과 유사 또는 동일하게 구성됨으로써, 상기한 링크수단의 구성 및 작동의 설명은 전술한 출원번호 10-2007-74136호에 개시된 링크수단의 구성 및 작동의 설명으로 갈음하기로 한다.Here, although the link means of the X, Y, Z axis operating portions 33a, 33b, 33c and the rotating operation portion 33d is not shown, the linking means is filed by the applicant No. 10-2007-74136. The configuration and operation of the link means described above are similar to or identical to those of the link means disclosed in (Name: stage unit of a small electron scanning microscope), and thus the structure of the link means disclosed in the above-mentioned Application No. 10-2007-74136. And description of operation.

한편, 이와 같이 이루어진 전자주사유닛(10)의 디플렉션 코일(13)은, 시료(40) 상에 수나노급 패턴 생성 시 전자빔의 위치결정력을 담당하는 중요한 요소이다. 하지만, 넓은 영역의 미소패턴 생성 시 디플렉션 코일(13)은 렌즈수차와 같은 왜곡을 보이게 되고, 디플렉션 코일(13)의 통상적인 보정을 통해 디플렉션 왜곡을 보정할 수는 있으나, 보정 시 위치결정을 할 수 없는 빈 영역이 만들어지므로 인해, 시료(40)의 전 영역에 걸쳐 동일한 미소패턴을 생성할 때 연속적인 패턴생성을 할 수 없게 되는 문제점이 발생하게 된다.On the other hand, the deflection coil 13 of the electron scanning unit 10 made in this way is an important element that is responsible for the positioning force of the electron beam when generating the nano-nano pattern on the sample 40. However, the deflection coil 13 exhibits distortion such as lens aberration when generating a micro pattern in a wide area, and the deflection distortion may be corrected through the normal correction of the deflection coil 13, but the position at the time of correction Since a blank area cannot be determined, a problem arises in that continuous pattern generation cannot be performed when generating the same micropattern over the entire area of the sample 40.

즉, 디플렉션 코일(13)의 허용 보정 치를 벗어난 영역에 대해서는 디플렉션 코일(13)의 보정만으로는 디플렉션 왜곡을 보정할 수 없게 되는 문제점이 있다.That is, in the region outside the allowable correction value of the deflection coil 13, there is a problem that the deflection distortion cannot be corrected only by the correction of the deflection coil 13.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스테이지 상에 압전소자에 의해 X,Y,Z축 방향으로 미세 이동되는 나노 스테이지를 구성함으로써 미소패턴의 생성 시 허용 왜곡율 범위 내에서의 디플렉션 코일의 보정과 더불어 나노 스테이지를 구동시켜 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 시료를 이동시킨 후 미소패턴을 연속적으로 생성할 수 있도록 한 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, by allowing a piezoelectric element on the stage to form a nano stage that is finely moved in the X, Y, Z axis direction to allow the generation of a micro pattern In addition to the correction of the deflection coils within the distortion rate range, the present invention provides a nanostage of an electron beam lithography apparatus that drives a nanostage to move a sample to a region with the smallest deflection distortion and subsequently generates a micro pattern. There is a purpose.

상술한 목적은, 진공챔버에 출입가능하게 설치되는 한편 스테이지를 X,Y,Z축 방향으로 이동 및 회전시키는 스테이지유닛과, 스테이지 측으로 전자빔을 주사하는 전자주사유닛을 포함하는 전자빔 리소그래피 장치에 있어서, 상기 스테이지유닛의 스테이지 상에는 시료가 구비되는 나노 스테이지가 설치되고, 상기 나노 스테이지는 미세 이동되어 시료를 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 이동시키기 위한 압전소자로 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지에 의해 달성된다.The above object is an electron beam lithography apparatus comprising a stage unit which is installed in a vacuum chamber to move in and out and moves and rotates a stage in the X, Y and Z axis directions, and an electron scanning unit which scans an electron beam toward the stage. A nano stage is provided on the stage of the stage unit, the nano stage is a nano stage of the electron beam lithography apparatus, characterized in that the nano stage is composed of a piezoelectric element for moving the sample to the region with the smallest distortion distortion is finely moved Is achieved by.

또한, 상기 나노 스테이지는, 그 하면에 나노 스테이지의 X축 및 Y축 방향과 각각 평행한 복수의 X축 전극과 복수의 Y축 전극이 각각 설치되고, 그 측면에는 나노 스테이지의 Z축 방향과 평행한 복수의 Z축 전극이 각각 설치되며, 그 상면에는 시료가 놓여진 대향전극이 설치된다.In addition, the nano stage has a plurality of X-axis electrodes and a plurality of Y-axis electrodes, respectively, parallel to the X-axis and Y-axis directions of the nano-stage, respectively, on the lower surface thereof, and the side surfaces thereof are parallel to the Z-axis direction of the nano-stage. A plurality of Z-axis electrodes are provided, respectively, and an opposite electrode on which a sample is placed is provided on the upper surface.

그리고, 상기 X,Y,Z축 전극의 양 전극은 분극방향이 서로 반대가 되도록 배치되어 설치되고, 상기 X,Y,Z축 전극의 일측 전극에는 양전압이, 타측 전극에는 음전압이 인가된다.The positive electrodes of the X, Y, and Z axis electrodes are arranged to be opposite to each other, and a positive voltage is applied to one electrode of the X, Y, and Z axis electrodes, and a negative voltage is applied to the other electrode. .

본 발명의 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지에 따르면, 디플렉션 코일을 허용 왜곡율 내에서 보정함과 더불어 디플렉션 코일의 허용 왜곡율 이상의 영역은 나노 스테이지의 미세 이동을 통해 보정함으로써 시료가 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 이동되므로 미소패턴을 연속적으로 생성할 수 있는 효과가 있다.According to the nano-stage of the electron beam lithography apparatus of the present invention, the deflection coil is corrected within the allowable distortion rate, and an area above the allowable distortion rate of the deflection coil is corrected through the fine movement of the nano stage, so that the sample has the least deflection distortion. Since it is moved to an area, there is an effect of generating a micro pattern continuously.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.Prior to describing the present invention, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art, and redundant descriptions are omitted.

첨부도면 도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 전자빔 리소그래피 장치 및 전자주사유닛과 스테이지유닛, 나노 스테이지 등을 도시한 도면이다.3 to 6 illustrate an electron beam lithography apparatus, an electron scanning unit, a stage unit, a nano stage, and the like according to the present invention.

본 발명의 전자빔 리소그래피 장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 진공챔버(20)에 출입가능하게 설치되는 한편 후술될 나노 스테이지(100)가 설치되는 스테이지(33)를 X,Y,Z축 방향으로 이동 및 회전시키는 스테이지유닛(30)과, 나노 스테이지(100) 상의 시료(40)에 전자빔을 주사하는 전자주사유닛(10)을 포함한다.In the electron beam lithography apparatus 1 of the present invention, as shown in FIG. 3, the stage 33 in which the nano-stage 100 to be described later is installed while being installed in the vacuum chamber 20 can be installed in the X, Y, Z manner. And a stage unit 30 for moving and rotating in the axial direction, and an electron scanning unit 10 for scanning an electron beam to the sample 40 on the nano stage 100.

한편, 본 발명에서는 진공챔버(20)와 전자주사유닛(10) 및 스테이지유닛(30)의 구성이 대부분 종래의 구성과 대동소이하므로 이의 반복 설명은 생략하고, 스테이지유닛(30)에 구성되는 나노 스테이지(100)에 대해서만 집중적으로 설명한다.On the other hand, in the present invention, since the configuration of the vacuum chamber 20, the electron scanning unit 10 and the stage unit 30 is almost the same as the conventional configuration, repeated description thereof will be omitted, and the nano-structure configured in the stage unit 30 will be omitted. Only the stage 100 will be described intensively.

상기 스테이지유닛(30)은 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이지(33)의 상면에 시료(40)가 구비되는 나노 스테이지(100)가 설치된다.As shown in FIG. 4, the stage unit 30 is provided with a nano stage 100 provided with a sample 40 on an upper surface of the stage 33.

상기 나노 스테이지(100)는 압전소자로 구성되어, X,Y,Z축 방향으로 미세 이동되면서 시료(40)를 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 이동시키게 된다.The nano-stage 100 is composed of a piezoelectric element, and moves the sample 40 to the region with the least deflection distortion while moving finely in the X, Y, and Z directions.

한편, 상기 나노 스테이지(100)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 스테 이지(33)와 대향되는 나노 스테이지(100)의 하면에는 나노 스테이지(100)의 X축 및 Y축 방향과 각각 평행한 복수의 X축 전극(110)(120)과 복수의 Y축 전극(130)(140)이 각각 설치되고, 상기 나노 스테이지(100)의 측면에는 나노 스테이지(100)의 Z축 방향과 평행한 복수의 Z축 전극(150)(160)이 각각 설치되며, 상기 나노 스테이지(100)의 상면에는 시료(40)가 안착되는 대향전극(170)이 설치된다.Meanwhile, as shown in FIGS. 5A and 5B, the nano-stage 100 has a lower surface of the nano-stage 100 facing the stage 33 and the X- and Y-axis directions of the nano-stage 100, respectively. A plurality of parallel X-axis electrodes 110 and 120 and a plurality of Y-axis electrodes 130 and 140 are installed, respectively, and the side surfaces of the nano stage 100 are parallel to the Z-axis direction of the nano stage 100. A plurality of Z-axis electrodes 150 and 160 are respectively provided, and the counter electrode 170 on which the sample 40 is seated is installed on the top surface of the nano-stage 100.

그리고, 상기 X,Y,Z축의 각 전극(110)(120)(130)(140)(150)(160)은 양 전극의 분극방향이 서로 반대가 되도록 배치되어 설치되고, 이와 같이 설치된 X,Y,Z축의 각 전극(110)(120)(130)(140)(150)(160)의 일측 전극에는 양전압이, 타측 전극에는 음전압이 각각 인가된다.The electrodes 110, 120, 130, 140, 150, and 160 of the X, Y, and Z axes are disposed and disposed such that polarization directions of both electrodes are opposite to each other. A positive voltage is applied to one electrode of each of the electrodes 110, 120, 130, 140, 150 and 160 of the Y and Z axes, and a negative voltage is applied to the other electrode.

또한, 상기 Z축 전극(150)(160)은 나노 스테이지(100)의 전 측면에 각각 설치되되, 상기 나노 스테이지(100)의 일면에 한쌍으로 설치된 복수개의 Z축 전극(150)(160)은 그 분극방향이 서로 반대가 되도록 배치하여 설치한다.In addition, the Z-axis electrode 150, 160 are respectively installed on the front side of the nano-stage 100, a plurality of Z-axis electrode 150, 160 installed in pairs on one surface of the nano-stage 100 is The polarization directions are arranged so as to be opposite to each other.

여기서, 상기 Z축 전극(150)(160)은 나노 스테이지(100)의 전 측면에 설치하지 않고, 대칭되는 양측면에만 설치할 수도 있다.Here, the Z-axis electrodes 150 and 160 may be installed only on both sides of the symmetrical side rather than being installed on the front side of the nano-stage 100.

이때, 상기 X,Y,Z축 전극(110)(120)(130)(140)(150)(160) 및 대향전극(170)의 외측면에는 절연층이 형성되고, 상기 대향전극(170)의 절연층 상에는 시료(40)가 안착된다.In this case, an insulating layer is formed on the outer surfaces of the X, Y, Z axis electrodes 110, 120, 130, 140, 150, 160 and the counter electrode 170, and the counter electrode 170 The sample 40 is seated on the insulating layer of.

그리고, 상기와 같이 설치된 X,Y,Z축 전극(110)(120)(130)(140)(150)(160)에 의한 나노 스테이지(100) 및 대향전극(170)의 미세 이동은 콘트롤러 즉 컴퓨터로서 제어됨이 바람직하다.In addition, the micro-movement of the nano stage 100 and the counter electrode 170 by the X, Y, Z-axis electrodes 110, 120, 130, 140, 150, and 160 installed as described above may be performed by a controller. Preferably controlled as a computer.

한편, 상기와 같이 설치된 X,Y,Z축 전극(110)(120)(130)(140)(150)(160)에 의한 대향전극(170)의 이동경로를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the movement path of the counter electrode 170 by the X, Y, Z-axis electrodes 110, 120, 130, 140, 150, 160 provided as described above is as follows.

상기 X축 전극(110)(120)의 일측 전극(110)에 양전압을 인가하고 타측 전극(120)에 음전압을 인가하면, X축의 양 전극(110)(120)은 동일한 분극방향을 형성하게 됨으로써 시료(40)가 안착된 대향전극(170)은 도 6a의 이점 쇄선으로 나타낸 우측 방향으로 평행하게 이동된다. 한편, 상기 X축 전극(110)(120)에 위와는 반대로 전압을 인가하면, 대향전극(170)이 도 6a에 보인 방향의 반대방향인 좌측 방향으로 평행하게 이동된다.When a positive voltage is applied to one electrode 110 of the X-axis electrodes 110 and 120 and a negative voltage is applied to the other electrode 120, the positive electrodes 110 and 120 of the X-axis form the same polarization direction. As a result, the counter electrode 170 on which the sample 40 is mounted is moved in parallel in the right direction indicated by the dashed-dotted line of FIG. 6A. On the other hand, when a voltage is applied to the X-axis electrodes 110 and 120 as opposed to the above, the counter electrode 170 is moved in parallel to the left direction opposite to the direction shown in FIG. 6A.

그리고, 상기 Y축 전극(130)(140)의 일측 전극(130)에 양전압을 인가하고 타측 전극(140)에 음전압을 인가하면, Y축의 양 전극(130)(140)이 전술한 X축 전극(110)(120)에서와 마찬가지로 동일한 분극방향을 형성하게 됨으로써 시료(40)가 안착된 대향전극(170)은 도 6b의 이점 쇄선으로 나타낸 전방으로 평행하게 이동된다. 한편, 상기 Y축 전극(130)(140)에 위와는 반대로 전압을 인가하면, 대향전극(170)이 도 6b에 보인 방향의 반대방향인 후방으로 평행하게 이동된다.Then, when a positive voltage is applied to one electrode 130 of the Y-axis electrodes 130 and 140 and a negative voltage is applied to the other electrode 140, the positive electrodes 130 and 140 of the Y-axis are described above. By forming the same polarization direction as in the axial electrodes 110 and 120, the counter electrode 170 on which the sample 40 is seated is moved in parallel in the forward direction indicated by the dashed-dotted line of FIG. 6B. On the other hand, when a voltage is applied to the Y-axis electrodes 130 and 140 as opposed to the above, the counter electrode 170 is moved in parallel to the rear in the opposite direction to the direction shown in Figure 6b.

또한, 상기 Z축 전극(150)(160)은 나노 스테이지(100)에 설치된 여러 Z축 전극(150)(160) 중 일면의 Z축 전극(150)(160)을 기준으로 하여 설명한다.In addition, the Z-axis electrodes 150 and 160 will be described based on the Z-axis electrodes 150 and 160 on one surface of the various Z-axis electrodes 150 and 160 installed in the nano stage 100.

상기 Z축 전극(150)(160)의 일측 전극(150)에 양전압을 인가하고 타측 전극(160)에 음전압을 인가하면, Z축의 양 전극(150)(160)이 전술한 X,Y축 전극(110)(120)(130)(140)에서와 마찬가지로 동일한 분극방향을 형성하게 됨으로써 시료(40)가 안착된 대향전극(170)은 도 6c의 이점 쇄선으로 나타낸 상방향으로 평행하게 이동된다. 한편, 상기 Z축 전극(150)(160)에 위와는 반대로 전압을 인가하면, 대향전극(170)이 도 6c에 보인 방향의 반대방향인 하방향으로 평행하게 이동된다.When a positive voltage is applied to one electrode 150 of the Z-axis electrodes 150 and 160 and a negative voltage is applied to the other electrode 160, the positive and negative electrodes 150 and 160 of the Z-axis are described above with respect to X and Y. As in the axial electrodes 110, 120, 130 and 140, the same polarization direction is formed, so that the counter electrode 170 on which the sample 40 is seated moves in parallel in the upward direction indicated by the dashed-dotted line of FIG. 6C. do. On the other hand, when a voltage is applied to the Z-axis electrodes 150 and 160 as opposed to the above, the counter electrode 170 is moved in parallel in the downward direction opposite to the direction shown in FIG. 6C.

따라서, 상기 대향전극(170)이 나노 스테이지(100) 상에서 X,Y,Z축 방향으로 미세 이동되고, 이와 같이 미세 이동되는 대향전극(170)에 의해서 시료(40)를 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 이동시킬 수 있게 되므로 미소패턴을 연속적으로 생성할 수 있게 된다.Therefore, the counter electrode 170 is finely moved in the X, Y, and Z-axis directions on the nano stage 100, and the deflection distortion of the sample 40 is minimized by the counter electrode 170 which is finely moved as described above. Since it is possible to move to an area, it is possible to continuously generate a micro pattern.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자빔 리소그래피 장치의 작동을 설명한다.The operation of the electron beam lithographic apparatus according to the present invention configured as described above will be described.

전자주사유닛(10)의 하우징(10a)에 설치된 전자총(11)으로부터 발산된 전자빔이 집속렌즈(12)와 디플렉션 코일(13) 및 대물렌즈(14)를 지나 이에 포커싱된 나노 스테이지(100)의 대향전극(170) 상의 시료(40)로 주사되어 시료(40)에 패턴을 형성하게 된다.The nano-stage 100 in which the electron beam emitted from the electron gun 11 installed in the housing 10a of the electron scanning unit 10 passes through the focusing lens 12, the deflection coil 13, and the objective lens 14 and is focused thereon. The sample 40 is scanned on the counter electrode 170 to form a pattern on the sample 40.

한편, 시료(40)의 넓은 영역 상에서 미소패턴을 형성할 시는 디플렉션 코일(13)에 의한 렌즈수차와 같은 왜곡이 발생되는 바, 이때 디플렉션 코일(13)의 보정은 통상적인 방법으로서 디플렉션 코일(13)의 허용 왜곡율 내에서 보정하고, 디플렉션 코일(13)의 허용 왜곡율 이상의 영역은 나노 스테이지(100)의 미세 이동을 통해 보정한다.On the other hand, when a small pattern is formed on a wide area of the specimen 40, distortion such as lens aberration caused by the deflection coil 13 is generated. In this case, the deflection coil 13 is deflected as a conventional method. Correction is made within the allowable distortion rate of the traction coil 13, and an area above the allowable distortion rate of the deflection coil 13 is corrected through the fine movement of the nano stage 100.

즉, 나노 스테이지(100)의 미세 이동은 X,Y,Z축 전극(110)(120)(130)(140)(150)(160)에 의한 대향전극(170)의 X,Y,Z축 방향으로의 미세 이동으로 이루어지는 바, 이는 전술한 바와 같이 X축 전극(110)(120) 또는 Y축 전극(130)(140) 또는 Z축 전극(150)(160) 중 일측 전극(110)(130)(150)에 양전압을 인가하고 타측 전극(120)(140)(160)에 음전압을 인가하면, 일측 전극(110)(120)(150)의 (+)극성에는 양이온이 집중되고, 타측 전극(120)(140)(160)의 (-)극성에는 음이온이 집중되어, 동일한 분극방향을 형성하게 됨으로써 대향전극(170)을 도 6a, 6b, 6c의 이점 쇄선과 같이 평행 이동시키게 된다. 그리고, 양 전극에 전술한 반대로 전압을 인가하면, 대향전극(170)이 전술한 방향의 반대방향으로 평행 이동하게 된다.That is, the fine movement of the nano-stage 100 is the X, Y, Z axis of the counter electrode 170 by the X, Y, Z axis electrodes 110, 120, 130, 140, 150, 160. It is made of fine movement in the direction, as described above, one of the X-axis electrode 110, 120, Y-axis electrode 130, 140 or Z-axis electrode 150, 160, one electrode 110 ( When a positive voltage is applied to the 130 and 150 and a negative voltage is applied to the other electrodes 120, 140 and 160, positive ions are concentrated in the positive polarity of the one electrode 110, 120 and 150. In the negative polarity of the other electrodes 120, 140, and 160, anions are concentrated to form the same polarization direction, so that the counter electrode 170 is moved in parallel with the dashed-dotted line of FIGS. 6A, 6B, and 6C. do. When the opposite voltage is applied to both electrodes, the counter electrode 170 is moved in parallel in the opposite direction to the aforementioned direction.

따라서, 시료(40)가 안착된 대향전극(170)을 X,Y,Z축 방향으로 미세 이동시켜 시료(40)를 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 이동시킬 수 있게 되어, 미소패턴을 연속적으로 생성할 수 있게 된다.Accordingly, the counter electrode 170 on which the sample 40 is mounted can be moved finely in the X, Y, and Z-axis directions to move the sample 40 to the region with the smallest deflection distortion, thereby continuously moving the micro pattern. You can create it.

도 1은 종래의 전자빔 리소그래피 장치를 도시한 도면이다.1 shows a conventional electron beam lithography apparatus.

도 2는 종래의 스테이지유닛을 도시한 도면이다.2 is a view showing a conventional stage unit.

도 3은 본 발명에 따른 전자빔 리소그래피 장치를 나타낸 구성도이다.3 is a schematic diagram illustrating an electron beam lithography apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 나노 스테이지를 구비한 스테이지유닛을 도시한 도면이다.4 is a view showing a stage unit having a nano stage according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 나노 스테이지를 도시한 도면으로서, 도 5a는 나노 스테이지의 평면 사시도이고, 도 5b는 나노 스테이지의 저면 사시도이다.5 is a view showing a nano stage according to the present invention, Figure 5a is a top perspective view of the nano stage, Figure 5b is a bottom perspective view of the nano stage.

도 6은 본 발명에 따른 나노 스테이지의 작동상태를 도시한 도면으로서, 도 6a는 x축 방향으로의 이동상태를 도시한 것이고, 도 6b는 y축 방향으로의 이동상태를 도시한 것이며, 도 6c는 z축 방향으로의 이동상태를 도시한 것이다.6 is a view showing the operating state of the nano-stage according to the present invention, Figure 6a shows a state of movement in the x-axis direction, Figure 6b shows a state of movement in the y-axis direction, Figure 6c Shows a state of movement in the z-axis direction.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 전자빔 리소그래피 장치 10 : 전자주사유닛1: electron beam lithography apparatus 10: electron scanning unit

10a : 하우징 11 : 전자총10a: housing 11: electron gun

12 : 집속렌즈 13 : 디플렉션 코일12 focusing lens 13 deflection coil

14 : 대물렌즈 20 : 진공챔버14: objective lens 20: vacuum chamber

30 : 스테이지유닛 31 : 커버부30: stage unit 31: cover

32 : 지지부 33 : 스테이지32: support 33: stage

33a,33b,33c : X,Y,Z축 조작부 33d : 회전조작부33a, 33b, 33c: X, Y, Z axis operation part 33d: Rotation control part

40 : 시료 100 : 나노 스테이지40: Sample 100: Nano stage

110,120 : X축 전극 130,140 : Y축 전극110,120: X-axis electrode 130,140: Y-axis electrode

150,160 : Z축 전극 170 : 대향전극150, 160 Z-axis electrode 170: counter electrode

Claims (4)

진공챔버에 출입가능하게 설치되는 한편 스테이지를 X,Y,Z축 방향으로 이동 및 회전시키는 스테이지유닛과, 스테이지 측으로 전자빔을 주사하는 전자주사유닛을 포함하는 전자빔 리소그래피 장치에 있어서, An electron beam lithography apparatus comprising a stage unit which is installed in a vacuum chamber to be accessible to the vacuum chamber and which moves and rotates the stage in the X, Y, and Z directions, and an electron scanning unit that scans the electron beam toward the stage. 상기 스테이지유닛의 스테이지 상에는 시료가 구비되는 나노 스테이지가 설치되고, 상기 나노 스테이지는 미세 이동되어 시료를 디플렉션 왜곡이 가장 작은 영역으로 이동시키기 위한 압전소자로 구성되며,On the stage of the stage unit is provided a nano stage provided with a sample, the nano stage is composed of a piezoelectric element for finely moving to move the sample to the region with the least deflection distortion, 상기 나노 스테이지는, 그 하면에 나노 스테이지의 X축 및 Y축 방향과 각각 평행한 복수의 X축 전극과 복수의 Y축 전극이 각각 설치되고, 그 측면에는 나노 스테이지의 Z축 방향과 평행한 복수의 Z축 전극이 각각 설치되며, 그 상면에는 시료가 놓여진 대향전극이 설치된 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지.In the nano stage, a plurality of X-axis electrodes and a plurality of Y-axis electrodes, respectively, parallel to the X-axis and Y-axis directions of the nano-stage are respectively provided on the lower surface thereof, and a plurality of parallel to the Z-axis direction of the nano-stage are provided on the side surface thereof. Z-axis electrodes are respectively provided, the upper surface of the nano-stage of the electron beam lithography apparatus, characterized in that the counter electrode on which the sample is placed. 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 X,Y,Z축 전극의 양 전극은 분극방향이 서로 반대가 되도록 배치되어 설치된 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지.The nano-stage of the electron beam lithographic apparatus, characterized in that the two electrodes of the X, Y, Z-axis electrodes are arranged so that the polarization direction is opposite to each other. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 X,Y,Z축 전극의 일측 전극에는 양전압이, 타측 전극에는 음전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피 장치의 나노 스테이지.The nano-stage of the electron beam lithography apparatus, characterized in that a positive voltage is applied to one electrode of the X, Y, Z axis electrode, and a negative voltage to the other electrode.
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